Vortrag zum Thema "Konzeption / Architektur von modernen Lernumgebungen" an der TU Graz (16.12.2010)

1. Konzeption/Architektur
von modernen
Lernumgebungen
Martin Ebner

2. Technology enhanced Learning
http://flickr.com/photos/powerbooktrance/289992273//

3. CBT (Computer Based Training)
• 1960-70 erstmals von der
US Army aufgegriffen
(Drill&Practice)
• Einteilung des Lernstoffs
in kleine Einzelteile (frames)
• Einführung von Autorensystemen
• Verbreitung mittels Datenträger
• Intelligente Tutorielle Systeme (ITS) -
Expertenmodelle, Lernermodelle

4. CBT (Computer Based Training)
Multimedia
Behaviorismus
Lernender Lehrender
offline CD-ROM
Stand-alone-Programme

5. WBT (Web Based Training)
• Auf Internettechnologie basierte Lernprogramme
• Weiterentwicklung des CBT, Daten werden mittels
Webserver übertragen
• Zwei wesentliche Modelle: instructed-facilitated
vs. self-directed (self-paced)

6. WBT (Web Based Training)
m uni-
Com
c ation
Lernender Lehrender
-
Ad mini
str ation
„CBT goes Learning Management System“

7. LMS (Learning Management Systeme)
• Webbasiertes Informationssystem
• Basierend auf unterschiedlichen
Programmiersprachen (Java, PHP,
Microsoft.NET, ...)
• Client-Server Architektur
• ... provides an instructor with a set of tools and
a framework that allows the relatively easy
creation of online course content and the
subsequent teaching and management of that
course including various interactions with
students taking the course

8. "...ein Softwaretool, auf welches im Intranet/
Internet zugegriffen werden kann, und das über
eine entsprechende Oberfläche bestimmte
Funktionalitäten, wie den Aufruf und die
Administration von LernerInnen, Lerninhalten,
Übungsaufgaben, Kommunikationstools usw. von
einer zentralen Stelle aus ermöglicht. "
(Baumgartner, Häfele und Maier-Häfele (2002)

10. „ … Die Person des Lehrers ist dessen stärkstes
Medium! Nicht der Overheadprojektor, die Tafel, die
Kopien oder gar die PowerPoint-Präsentation …“
Manfred Spitzer, 2005

11. Learning Management Systeme halfen/helfen primär
e-Learning by distributing
in ausgezeichnter Weise zu unterstützen

12. Web of Applications
Wikis
Social Network
m uni-
Com
c ation
Lernender Lehrender
-
Ad mini
str ation
Podcast Blogs

13. „WEB 2.0 is an attitude not a technology -
This means there is no [beside a, M.E.]
technological revolution,
it is a social revolution.“
Stephen Downes „e-Learning 2.0“, 2005
Ebner, M (2007) E-Learning 2.0 = e-Learning 1.0 + Web 2.0?, in: The Second
International Conference on Availiability, Reliability and Security, ARES 2007, IEEE, S.
1235-1239, ISBN 0-7695-2775-2

14. Forschungsfrage:
Wie kann ein Konzept / Architektur einer
modernen Lernumgebung aussehen?

15. Systemarchitektur
• Objektorientierte Systemarchitektur
• „Objekte“ sind Kurse, Räume oder auch
Applikationen
• Für jedes Objekt sind Klassen/Methoden
anwendbar (z.B. getUser, chat, newMessage)
• Objekte können andere
Objekte enthalten

16. Metaarchitektur
Ebner, M. (2008), Why We Need EduPunk, JOURNAL OF SOCIAL INFORMATICS,
June 2008, Nr. 9, ISSN 1584-384X, p. 1-9

17. „Web 1.0“ „Web x.x“

18. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content

19. Authoring
Interactive
Learning Objects
(ILO)
Online
Content

20. Providing
Content
Inhalte aus
unterschiedlichsten
Ressourcen/Quellen

21. Providing
Content
Learning in times of abundance
Erik Duval, 2008
http://www.flickr.com/photos/sifter/370775225

22. Authoring vs. Content providing
• Inhalte werden aus unterschiedlichsten Quellen
bezogen
• LMS ist nicht der einzige „Contenthoster“ -
„cloud“ als Datenressource
• LMS ist der „Contentprovider“ (http/API)
• LMS wird von mittels externer Editoren
gespeist (Remote-Authoring, Remote-Blogging)

23. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content
Zugänglichkeit Browsing Delivering

24. Delivering
Inhalte werden portierbar (z.B. auf Basis der RSS
Technologie) - in beide Richtungen
Nagler, W.; Korica-Pehserl, P.; Ebner, M. (2007) RSS - The Door to E-Learning
2.0 , In: E-Learning: Strategische Implementierungen und Studiengang,
Tagungsband, 13. FNMA Tagung, S. 131-138, ISBN 3-902520-02-08

25. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content
Zugänglichkeit Browsing Delivering

26. Providing
Content
Microblogging (Twitter)
Ebner, M., Schaffert, S. (2010). New Forms of and Tools for Cooperative Learning with
Social Software in Higher Education. In: Brayden A. Morris & George M. Ferguson (Ed.),
Computer-Assisted Teaching: New Developments. Nova Science Pub, p. 151-165.

27. Delivering
Wiki-Systeme im
Einsatz
Theorie der kritischen
Masse
Ebner, M., Zechner, J., Holzinger, A. (2006): Why is Wikipedia so Successful?
Experiences in Establishing the Principles in Higher Education, Proceedings I-KNOW 06,
6th International Conference on Knowlegde Management, Graz, Austria, S. 527-535

28. Delivering
Mnemo-Wiki
Usability Research
Stickel, C.; Holzinger, A.; Ebner, M. (2008) Useful Oblivion Versus Information
Overload in e-Learning: Examples in the context of Wiki Systems. - in: Proceedings
of the ITI 2008 30th International Conference on Information Technology Interfaces, June
23-26 (2008), S. 171 - 176
Ebner, M.; Kickmeier-Rust, M.; Holzinger, A. (2008): Utilizing Wiki-Systems in higher
education classes: a chance for universal access?; in Universal Access in the Information
Society, 2008, Springer Berlin / Heidelberg,

29. Delivering
! !
The students who were required to use Weblogs during the
semester did significantly perform better than the
students who relied on their usual learning strategy
Holzinger, A.; Kickmeier-Rust, M.; Ebner, M. (2009) Interactive Technology for Enhancing
Distributed Learning: A Study on Weblogs. Proceedings of HCI 2009 The 23nd British HCI
Group Annual Conference, Cambridge, London, pp. 309-312

30. Delivering
User rate accuracy factor
User content rate factor
User state
Ebner, M.; Taraghi, B. (2008) A Blog Sphere for Higher Education;
Proceeding of the 20th World Conference on Educational Multimedia,
Hypermedia and Telecommunications (ED-Media), 2008, p.5618-5625

31. Delivering
Ebner, M.; Maurer, H. (2009), Can Weblogs and Microblogs
Change Traditional Scientific Writing?, Future Internet 1, no. 1: 47-58.

32. Delivering
Podcasting - RSS kombiniert mit Medienfiles
Ebner, M.; Fickert, L.; Nagler, W.; Stöckler-Penz, C. (2007)
Lifelong learning and Doctoral Studies – Facilitation with Podcasting Techniques,
In: Computers in Edcuation, Conference Proceeding IV, MIPRO 2007, S. 280-283

33. Delivering
Podcasting
Social
Geotagging
Bookmarking
Ebner, M; Walder, U.; (2008): E-Education in Civil Engineering
- A Promise for the Future?; in Proceedings of 6th AECEF Symposium Education in Changing
Europe, Vainiunas, P. and Juknevicius, L. ed., Vilnius, Litauen, 2008, p. 16-26

34. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content
Zugänglichkeit Browsing Delivering
Functionality
Verwendung Content Reuse
Reuse

35. Functionality Reuse
• Remote Procedure Call (RPC)
• Verwendung von Webschnittstellen (REST,
SOAP)
• Einsatz mit Drittanbietern (z.B.
Plagiatsprüfung, ...)

36. Functionality
Reuse
.... aber auch
Wiederverwendung
der Lernumgebung

37. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content
Zugänglichkeit Browsing Delivering
Functionality
Verwendung Content Reuse
Reuse
Web Hyperweb Semantic Web

38. Semantic Web
• Export von Daten im RDF Format von allen
Objekten (Kursen, Räumen, Applikationen)
• Export auch in RSS, ATOM and OPDS
• „Reusing (browsing, searching, syndicating,
filtering) of Meta-Data über Servercontent“
• Beispiel: Weiterverwendung dieser Daten
(mobile Devices)

39. Semantic Web
OPDS zur
Darstellung
auf mobilen
Devices

40. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content
Zugänglichkeit Browsing Delivering
Functionality
Verwendung Content Reuse
Reuse
Web Hyperweb Semantic Web
Zielperson Teacher Teacher

41. HCI Untersuchungen Teacher
Stickel, C.; Ebner, M.; Steinbach-Nordmann, S.; Searle, G.; Holzinger, A. (2009) Emotion
Detection: Application of the Valence Arousal Space for Rapid Biological Usability
Testing to enhance Universal Access. - in: Springer Lecture Notes in Computer Science.

42. Teacher
Hypothese:
Führt zunehmende
Vertrautheit mit dem
System zur
Stressreduktion?
!
Usability Engineering:
Messung von
Hautwiderstand (SCL)
und Herzrate (HRV)
!

43. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content
Zugänglichkeit Browsing Delivering
Functionality
Verwendung Content Reuse
Reuse
Web Hyperweb Semantic Web
Zielperson Teacher Teacher

44. „Web 1.0“ „Web x.x“
providing
Inhaltserstellung Authoring
Content
Zugänglichkeit Browsing Delivering
Functionality
Verwendung Content Reuse
Reuse
Web Hyperweb Semantic Web
Zielperson Teacher Student
Teacher

45. Der nächste Schritt ist nicht nur die Individualisierung
der Lerninhalte sondern auch die Individualisierung
der Lernprozesse

46. Student
Personal Learning Environment
Ebner, M. & Taraghi, B. (2010). Personal Learning Environment for Higher Education – A
First Prototype. In Proceedings of World Conference on Educational Multimedia,
Hypermedia and Telecommunications 2010 (pp. 1158-1166). Chesapeake, VA: AACE.

47. Student
Die Personal Learning Environment (PLE) basiert auf
einem Framework für ein MashUp von Widgets

48. Student
Widgets
„Widgets are full-fledged client-side
applications that are authored using Web
standards. They are typically downloaded and
installed on a client machine or device where
they typically run as stand-alone
applications outside a Web browser“
Defintion of W3C

49. Student
MashUp Principle - Use of Widgets
PLE
Externer
Webserver
Widget
Auinger, A.; Ebner, M.; Dietmar, N.; Holzinger, A. (2009) Mixing Content and
Endless Collaboration – MashUps: Towards Future Personal Learning Environments.
- in: Springer Lecture Notes in Computer Science. (2009)

50. Student
MVC Framework für Widgets Entwicklung
3 Layer Prinzip: Model-View-Controller
Taraghi, B.; Ebner, M. (2010) A Simple MVC Framework for Widget Development.
- in: Proceedings of the 3rd Workshop on Mashup
Personal Learning Environments (MUPPLE10), S. 1 - 8

51. Student

52. Ausblick ...
• Widget Store (Portierbarkeit)
• „World of Apps“ (je Lernproblem ein
Lernobjekt)
• User-generated Applications (Widgets)
• Semantische Beschreibung der Widgets
• Recommendation System (inhaltsbasiert und/
oder Personen-basiert)

53. Zusammenfassung
Moderne Lernumgebung
Providing Content
Delivering
Functionality Reuse
Semantic Web
Learner-centred

54. Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit
Martin Ebner